环境健康学课件

环境健康学武汉大学公共卫生学院武汉大学公共卫生学院 王王 红红绪绪 论论1环境健康学武汉大学公共卫生学院 王 红绪 论1健康的概念：健康的概念：是指身体上、精神上和社会是指身体上、精神上和社会适应上的完好状态而不仅仅指没有疾病或适应上的完好状态而不仅仅指没有疾病或虚弱；虚弱；2健康的概念：是指身体上、精神上和社会2一个健康的生命有哪些影响因素？遗传（基因）生活方式 环境家族史家族史药物治疗史药物治疗史外科史外科史过敏史过敏史3一个健康的生命有哪些影响因素？遗传（基因）家族史344基因稳定：核基因稳定：核DNADNA自发突变，自发突变，0.5%/0.5%/百万年，一万年百万年，一万年0.005%0.005%环境变化大：环境变化大：环境污染环境污染气候变暖气候变暖臭氧层破坏臭氧层破坏酸雨酸雨生物多样性生物多样性 膳食结构膳食结构植物性植物性 动物性动物性 高脂高脂 高能量高能量 高蛋白高蛋白 生产环境生产环境有害因素有害因素 5基因稳定：核DNA自发突变，0.5%/百万年，一万年0.00英刊新科学家杂志文章：疾病风险在哪里？检英刊新科学家杂志文章：疾病风险在哪里？检测环境暴露测环境暴露(exposome)问题问题正视环境暴露环境暴露(exposome)(exposome)问题美国加州伯克利市的加州大学健康环境科学家Stephen Rappaport说：“环境暴露(exposome)是指在不同环境条件下个人所遭遇的灾害，与基因因素无关。”它包括生存压力、饮食习惯、生活方式、营养及医疗用药和疾病感染，如此等等。他还说：“最大的区别在于是，环境暴露的变化贯穿我们整个人生(如身体、饮食和生活方式)的变化。”6英刊新科学家杂志文章：疾病风险在哪里？检测环境暴露(ex过去几十年来，我们对人类基因的研究获得快速增长，但未像我们所希望的那样，能有效地帮助我们预测预防疾病的传播。Rappaport.说：“基因基因对整个疾病的影响仅仅是百分之十。对整个疾病的影响仅仅是百分之十。”提出环境暴露(exposome)理论的国际癌症研究组织主席Chris Wild说：“我们对环境因素的研究我们对环境因素的研究力度，与基因组研究存在差距。力度，与基因组研究存在差距。”7过去几十年来，我们对人类基因的研究获得快速增长，但未像我们所为测量人暴露在环境中所受的化学污染量，有好几个研究团队正在开发一种可戴的测定装置，例如 测定生物圈污染(see Bugging your biosphere)。测定个人暴露污染环境中化学物质的可戴装置即将问世。“我们可把各种污染化学物进行分类。”Rappaport.说，“若能直接测量荷尔蒙和金属含量，我们就可区分那样有毒化学物，找出血液中有毒化学物标记。”8为测量人暴露在环境中所受的化学污染量，有好几个研究团队正在开Rappaport 关注血液中白蛋白，这种蛋白把毒素输送到肝脏去分解处理。他要知道，它与其它各种化学物如何起反应，又如何测量其反应物质。“你或许有一个指纹性表征，显示出暴露环境下个人所受到所有污染。”根据这一观点，再结合影响身体健康的暴露问题的分析判断，环境暴露技术环境暴露技术有助于预测个人疾病真正风险。Rappaport估计，我们不用等很久，这一代人就可享受获得的成果。9Rappaport 关注血液中白蛋白，这种蛋白把毒素输送到肝美国国家健康研究所最终启动了暴露生物学项目(exposure biology programme.)。“为了解个人疾病风险所在，我们正在研究基因与暴露相互关系。”项目经理David Balshaw说，“这样，人们对待自身疾病风险就能采取相应防御治疗措施。”Balshaw说：“可以说，我们现能评估个人环境暴露问题。”他认为，随着对疾病起因与风险的深入理解，以及个性化医疗药物开发的巨大前景，环境暴露(exposome)的研究出比基因组研究更有前景。10美国国家健康研究所最终启动了暴露生物学项目(exposureWHOWHO事实档案事实档案通过健康的环境预防疾病：通过健康的环境预防疾病：1010个事实个事实 2010年11月http:/www.who.int/features/factfiles/environmental_health/environmental_health_facts/zh/index.html本事实档案强调环境因素对公共卫生的影响。本10个事实档案中使用的一些图像是2007年世卫组织国际功能、残疾和健康分类摄影和录像竞赛的获奖作品。此次竞赛注重于“健康与环境”主题。11WHO事实档案通过健康的环境预防疾病：10个事实 20事实事实 1 1通过使我们的环境更加健通过使我们的环境更加健康，全世界每年可预防康，全世界每年可预防13001300万人死亡万人死亡12事实 112事实事实 2 2在在5 5岁以下儿童中，有岁以下儿童中，有三分之一的疾病是由三分之一的疾病是由不安全水和空气污染不安全水和空气污染等环境因素造成的。等环境因素造成的。13事实 213事实事实 3 3通过预防不安全水通过预防不安全水和空气污染等环和空气污染等环境风险，每年可境风险，每年可拯救拯救400400万五岁万五岁以下儿童的生命以下儿童的生命-大多数在发展中大多数在发展中国家。国家。14事实 314事实事实 4 4在发展中国家，主在发展中国家，主要由环境造成的要由环境造成的疾病为腹泻病、疾病为腹泻病、下呼吸道感染、下呼吸道感染、非故意伤害和疟非故意伤害和疟疾。疾。15事实 415事实事实 5 5更好的环境管理可更好的环境管理可预防预防40%40%由疟疾由疟疾造成的死亡、造成的死亡、41%41%由下呼吸道由下呼吸道感染造成的死亡感染造成的死亡和和94%94%由腹泻病由腹泻病造成的死亡造成的死亡-三个全世界最大的三个全世界最大的儿童期杀手。儿童期杀手。16事实 516事实事实 6 6在最不发达国在最不发达国家，三分之家，三分之一的死亡和一的死亡和疾病是环境疾病是环境原因造成的原因造成的直接后果直接后果。17事实 617事实事实 7 7在发达国家，更在发达国家，更健康的环境可健康的环境可显著降低癌症、显著降低癌症、心血管疾病、心血管疾病、哮喘、下呼吸哮喘、下呼吸道感染、肌肉道感染、肌肉骨骼疾病、道骨骼疾病、道路交通伤害、路交通伤害、中毒和溺死的中毒和溺死的发生率。发生率。18事实 718事实事实 8 8在世界卫生报在世界卫生报告列出的告列出的102102类疾病和类疾病和伤害中，环境伤害中，环境因素影响其中因素影响其中8585类。类。19事实 819事实事实 9 9通过极有针对性的通过极有针对性的干预措施，例如干预措施，例如促进安全的家庭促进安全的家庭水储存、更好的水储存、更好的卫生措施以及使卫生措施以及使用更清洁和更安用更清洁和更安全的燃料，可以全的燃料，可以预防大多数的死预防大多数的死亡、疾病和残疾。亡、疾病和残疾。20事实 920事实事实 10 10可以使环境更加健康可以使环境更加健康的其它干预措施包的其它干预措施包括：提高建筑物的括：提高建筑物的安全性；促进在家安全性；促进在家中以及在工作场所中以及在工作场所安全审慎地使用和安全审慎地使用和管理有毒物质；以管理有毒物质；以及更好地管理水资及更好地管理水资源源。21事实 1021人类与环境的关系人类与环境的关系人类和环境的关系是对立统一的复杂关人类和环境的关系是对立统一的复杂关系即互相联系、互相制约和互相作用的系即互相联系、互相制约和互相作用的辨证统一关系。辨证统一关系。主要表现在三个方面：主要表现在三个方面：（一）物质的统一性（一）物质的统一性 人类通过新陈代谢与环境不断进行着物质人类通过新陈代谢与环境不断进行着物质与能量转换，实现了人和环境的物质统一。与能量转换，实现了人和环境的物质统一。22人类与环境的关系22英国科学家汉密尔顿调查了220名英国人血液中60多种化学元素的含量，发现两者有良好的相关性23英国科学家汉密尔顿调查了220名英国人血液中60多种化学元素 元素元素 海水中丰度（海水中丰度（Mg/L Mg/L）对生物必需性对生物必需性 H 108000 必需必需 Li 0.2 非必需非必需 Na 10500 必需必需 K 380 必需必需 Be 0.0000006 非必需非必需 Mg 1350 必需必需 Ca 400 必需必需 元素在海水中丰度与其生物必需性元素在海水中丰度与其生物必需性 24 元素 海水中丰度（Mg/L）适适应应长期适应长期适应短期适应短期适应(二二)人体对环境的适应性人体对环境的适应性长期进化，形成了对环境的适长期进化，形成了对环境的适应。在不同纬度，人肤色差异应。在不同纬度，人肤色差异很大。人的大拇指两节很大。人的大拇指两节,便做便做精细动作，猩猩大拇指三节，精细动作，猩猩大拇指三节，便握持攀援。便握持攀援。生理生化调节，与不利环因素生理生化调节，与不利环因素保持平衡，在进入黑暗的空间保持平衡，在进入黑暗的空间后，瞳孔会扩大。从事高温作后，瞳孔会扩大。从事高温作业一段时间后，汗液的分泌会业一段时间后，汗液的分泌会减少。减少。“久入芝兰之室，不闻其香久入芝兰之室，不闻其香”25适长期适应短期适应(二)人体对环境的适应性长期进化，形成了(三三)人与环境的相互作用人与环境的相互作用人类疾病发生与基因多态性关系的研究正成为人类疾病发生与基因多态性关系的研究正成为环境与健康关系研究中的热点。环境与健康关系研究中的热点。目前，目前，环境基因组计划（环境基因组计划（environmental environmental Genome project,EGPGenome project,EGP）就是研究就是研究环境暴露环境暴露与与疾病的相互的影响，其中包括等位基因与环境疾病的相互的影响，其中包括等位基因与环境暴露的相互的关系。暴露的相互的关系。26(三)人与环境的相互作用人类疾病发生与基因多态性关系的研究正人类改造环境：适合人类生存、繁衍、发展人类改造环境：适合人类生存、繁衍、发展环境影响人类：结构、功能改变，适应环境变化环境影响人类：结构、功能改变，适应环境变化生活环境生活环境生产环境生产环境 化学因素化学因素 物理因素物理因素 生物因素生物因素有益有益因素因素有害有害因素因素机体机体增进健康增进健康危害健康危害健康环境与人类关系环境与人类关系27人类改造环境：适合人类生存、繁衍、发展环境影响人类：结构、功Human and environmentHuman and environment人人 类类 和和 环环 境境28Human and environment人 类 和概述概述当前环境污染几个引人注目的问题：当前环境污染几个引人注目的问题：酸雨、温室效应、臭氧层空洞形成酸雨、温室效应、臭氧层空洞形成 酸雨酸雨29概述当前环境污染几个引人注目的问题：酸雨29一、环境及其相关概念一、环境及其相关概念环境的概念及特性环境的概念及特性环境的分类环境的分类30一、环境及其相关概念30第一节第一节 人类环境与生态平衡人类环境与生态平衡一、人类环境一、人类环境环境（环境（environment environment）：是人类赖是人类赖以生存的空间及其所包含的各种因素。这以生存的空间及其所包含的各种因素。这个系统由多种环境介质和环境因素所组成。个系统由多种环境介质和环境因素所组成。31第一节 人类环境与生态平衡31环境的分类环境的分类人类的生活环境分为自然环境和生活环境。人类的生活环境分为自然环境和生活环境。自自然然环环境境（natural natural environmentenvironment）：人人类类赖以生存和发展的物质基础。赖以生存和发展的物质基础。(环境卫生学环境卫生学)自然环境自然环境大气圈大气圈岩石圈岩石圈水圈水圈生物圈生物圈包括各种包括各种物质、能量、物质、能量、自然现象自然现象32环境的分类 自然环境大气圈包括各种物质、能量、32社会环境社会环境(social environment)(social environment)：人类的社会人类的社会制度及其与之对应的政、经、法、宗、艺、哲、制度及其与之对应的政、经、法、宗、艺、哲、文、卫等机构的总和。文、卫等机构的总和。(社会医学社会医学)l原生环境原生环境（primary environmentprimary environment）是指天然形是指天然形成的，未受或少受人为因素影响的环境。成的，未受或少受人为因素影响的环境。大多数大多数对人类健康是必需的对人类健康是必需的部分有害部分有害：地质原因引起生物地球化学性疾病地质原因引起生物地球化学性疾病（biogeochemical diseasebiogeochemical disease）：氟、砷中毒、）：氟、砷中毒、碘缺乏等碘缺乏等.某些自然灾害某些自然灾害：火山爆发、地震等给人类带来：火山爆发、地震等给人类带来巨大影响。巨大影响。33社会环境(social environment)：人类的社会次生环境次生环境（secondary environment)secondary environment)是指在人是指在人为活动影响下形成的环境。为活动影响下形成的环境。环境问题：一类是原生环境问题；二类是次生环境问题：一类是原生环境问题；二类是次生环境问题；三类是社会环境问题。环境问题；三类是社会环境问题。34次生环境（secondary environment)是指在环境环境自然环境自然环境社会环境社会环境:社会心理因素社会心理因素卫生学研究的环境卫生学研究的环境:生活环境生活环境生产环境生产环境环境介质环境介质化学因化学因素素物理因物理因素素生物因生物因素素按性质按性质分分 类类空气空气水体水体土壤土壤食物食物生物生物35环境自然环境社会环境:社会心理因素卫生学研究的环境:生活环境Biological BacteriaVirusesProtozoanChemicalSolventsMetalsToxic compoundsPesticidesENVIRONMENTAL HAZARDSPhysicalNoiseRadiationHeat/coldVibration36Biological ENVIRONMENTAL HAZA环环境境因因素素按按其其属属性性可可分分为为生生物物性性、化化学学性性、物理性和社会心理因素。物理性和社会心理因素。（一）生物因素（一）生物因素（Biological factor）微生物微生物寄生虫寄生虫支原体支原体原虫原虫生物毒素生物毒素环境中能引起健康危害环境中能引起健康危害的的生物病原因子的的生物病原因子 老传染病与新传染病共存：老传染病与新传染病共存：霍乱、伤寒、鼠疫、炭疽霍乱、伤寒、鼠疫、炭疽HIVHIV、疯牛病、非典、禽流感、人、疯牛病、非典、禽流感、人-猪链球菌感染猪链球菌感染37环境因素按其属性可分为生物性、化学性、物理性和社会心理因素。（二）化学因素（二）化学因素（Chemical factorChemical factor）环境中的化学因素许多成分含量适宜时是环境中的化学因素许多成分含量适宜时是人类生存和维持身体健康所必需。人类生产和人类生存和维持身体健康所必需。人类生产和生活活动排入环境中的各种化学污染物，数量生活活动排入环境中的各种化学污染物，数量多，危害面大。多，危害面大。自然灾害（洪水、地震、大风暴、火山）自然灾害（洪水、地震、大风暴、火山）-环境化学环境化学组成改变组成改变 硫氧化物硫氧化物SOxSOx 氮氧化物氮氧化物NOxNOx 一氧化碳一氧化碳COCO 烟尘烟尘 挥发性烃类挥发性烃类CHxCHx 重金属化合物重金属化合物PbPb，MnMn 苯并芘苯并芘B(a)PB(a)P38（二）化学因素（Chemical factor）硫氧化物S环境内分泌干扰物环境内分泌干扰物环境内分泌干扰物环境内分泌干扰物environmental endocrine disruptorsenvironmental endocrine disruptorsenvironmental endocrine disruptorsenvironmental endocrine disruptors定义（定义（USEPAUSEPA）：能干扰机体天然激素合成、分泌、转运、）：能干扰机体天然激素合成、分泌、转运、结合或清除的各种外源性物质。结合或清除的各种外源性物质。来源：来源：自然界（如某些植物激素）、人工合成（环境污染的主自然界（如某些植物激素）、人工合成（环境污染的主要来源）要来源）名称衍变名称衍变环境雌激素（环境雌激素（Environmental estrogens,EEsEnvironmental estrogens,EEs）外源性雌激素（外源性雌激素（Xenoestrogens,XEsXenoestrogens,XEs）环境内分泌干扰物（环境内分泌干扰物（Environmental endocrine Environmental endocrine disruptors,disruptors,EEDsEEDs）39环境内分泌干扰物environmental endocri机制：机制：模拟模拟(mimicking)(mimicking)。在结构及性质上均类似天然激素；。在结构及性质上均类似天然激素；拮抗拮抗(antagonizing)(antagonizing)。结构上类似但性质上不同，从而。结构上类似但性质上不同，从而作为竞争者，阻滞或拮抗天然激素与受体的结合；作为竞争者，阻滞或拮抗天然激素与受体的结合；改变（改变（alteringaltering）激素的代谢。影响体内激素的合成、）激素的代谢。影响体内激素的合成、储存、释放、转运、清除等多个过程；储存、释放、转运、清除等多个过程；弱化（弱化（modifyingmodifying）受体水平。如调低受体数量，或降）受体水平。如调低受体数量，或降低受体与正常激素结合的敏感度等。低受体与正常激素结合的敏感度等。危害及后果：危害及后果：人类及动物生殖能力下降：精子平均数从人类及动物生殖能力下降：精子平均数从19401940年年1.131.13亿亿/ml/ml下降到下降到19901990年的年的0.660.66亿亿/ml/ml，不育症患者越来越多。，不育症患者越来越多。生殖系统肿瘤发病率增加：乳腺癌、前列腺癌等生殖系统肿瘤发病率增加：乳腺癌、前列腺癌等儿童性发育异常儿童性发育异常.40机制：40(三三)物理因素物理因素（Physical factor）主要包括小气候、噪声、振动、电磁辐主要包括小气候、噪声、振动、电磁辐射和电离辐射等。射和电离辐射等。气象因素：气象因素：温度温度、湿度、气流、湿度、气流、气压、热辐射气压、热辐射 电离辐射电离辐射:X:X线和线和射线射线 非非电电离离辐辐射射:红红外外线线、紫紫外外线线、激激光光微波、超短波、短波、中波、长波微波、超短波、短波、中波、长波噪声噪声、振动、振动 电磁辐射电磁辐射:雷达站、雷达站、手机手机、微波炉、微波炉、电磁灶、电视、电脑电磁灶、电视、电脑 物理因素物理因素人类环境人类环境41(三)物理因素（Physical factor）气象因素：温(四四)社会心理因素社会心理因素(Social psychological factor)(Social psychological factor)(Social psychological factor)(Social psychological factor)社会环境通过影响人们的心理状态而影社会环境通过影响人们的心理状态而影响人类的健康。响人类的健康。政治制度政治制度经济水平经济水平文化程度文化程度生活方式生活方式卫生服务卫生服务心理心理人类健康人类健康42(四)社会心理因素(Social psychological生生态态系系统统（ecosystem）：人人类类和和生生物物群群落落通通过过新新陈陈代代谢谢与与周周围围环环境境进进行行物物质质、能能量量和和信信息息的的交交换换，共共同同构构成成生生物物与与环环境境的的综综合合体体叫叫做做生生态态系系统统，它它是是一一个个有有独独立立功功能的基本单位。能的基本单位。二、生态系统与生态平衡二、生态系统与生态平衡43生态系统（ecosystem）：人类和生物群落通过新陈代谢无机界无机界太阳能太阳能水水矿物质矿物质腐殖质腐殖质机械能、热能机械能、热能消消 费费 者者、级级CO2生态系统一般由生态系统一般由生产者、消费者、生产者、消费者、分解者和无机界分解者和无机界四大要素所组成的整体。四大要素所组成的整体。O2O2矿物质、有机物矿物质、有机物绿色植物绿色植物生产者生产者水水 、热能、热能分解者分解者 M M等等44无机界太阳能机械能、热能消 费 者CO2生态系 生态平衡：生态平衡：生态系统的各组分间所保持的生态系统的各组分间所保持的一种动态平衡。一种动态平衡。生态系统中维持生物种群间物质和能量流动的生态系统中维持生物种群间物质和能量流动的渠道是食物链。（渠道是食物链。（food chainfood chain）自然：自然：火山爆发、地震、山洪、海啸、风暴、火山爆发、地震、山洪、海啸、风暴、水灾、森林火灾、泥石流、飓风等；水灾、森林火灾、泥石流、飓风等；人人为为：过过度度砍砍伐伐、破破坏坏植植被被、过过度度开开发发水水利利资资源、滥捕滥杀、过度狩猎、生产生活活动。源、滥捕滥杀、过度狩猎、生产生活活动。二）二）生态平衡生态平衡（Ecological balanceEcological balance）45 生态平衡：生态系统的各组分间所保持的一种动态平衡。二）生态系统健康生态系统健康(ecosystem health)(ecosystem health)具有具有活力活力、自调节能力自调节能力和和结构稳定结构稳定的生态系的生态系统称为健康的生态系统。生态系统健康统称为健康的生态系统。生态系统健康是人类生存和发展的物质基础，也是人是人类生存和发展的物质基础，也是人类健康的基础。类健康的基础。生态平衡生态平衡46 生态系统健康(ecosystem health)具有活力4747食物链和食物网食物链和食物网48食物链和食物网48对人类重要性对人类重要性正面：在生态系统中维持物质能量流动，正面：在生态系统中维持物质能量流动，保持生态平衡保持生态平衡负面：污染物通过食物链生物放大负面：污染物通过食物链生物放大生物放大作用生物放大作用(biomagnification)(biomagnification)：环境中某些：环境中某些污染物含量在生物体之间沿着食物链污染物含量在生物体之间沿着食物链逐级增高，使生物体内浓度超过环境逐级增高，使生物体内浓度超过环境中浓度中浓度.食食 物物 链链49对人类重要性正面：在生态系统中维持物质能量流动，保持生态平衡 发生生物放大作用的条件：发生生物放大作用的条件：环境化学物质易于吸收；环境化学物质易于吸收；较难分解和排泄；较难分解和排泄；多通过食物链进行；多通过食物链进行；富集和逐渐积累时，尚不会对生物造成富集和逐渐积累时，尚不会对生物造成致命的伤害。致命的伤害。50 发生生物放大作用的条件：50DDT DDT 在环境中的浓集作用在环境中的浓集作用 环境状态环境状态 环境中浓度（环境中浓度（PPM）浓集系数浓集系数 海水海水 5.0010-5 藻类植物藻类植物 4.0010-2 8.00102 鱼类鱼类 2.07 4.14104 水鸟类水鸟类 75.50 1.51106ppm:part per million百万分率百万分率ppb:part per billion十亿分率十亿分率ppt:part per trillion 千亿分率千亿分率51DDT 在环境中的浓集作用ppm:part per m环境污染环境污染（environmental pollutionenvironmental pollution）：由于人由于人为或自然的原因，环境质量恶化，造成环境质为或自然的原因，环境质量恶化，造成环境质量恶化，破坏生态平衡，对人类健康造成直接量恶化，破坏生态平衡，对人类健康造成直接或间接的危害。或间接的危害。公害公害（public nuisancepublic nuisance）：严重的环境污染严重的环境污染叫做环境破坏或称之为公害。叫做环境破坏或称之为公害。公害病公害病（public nuisance diseasepublic nuisance disease）：因严因严重的环境污染而引起的区域性疾病称为重的环境污染而引起的区域性疾病称为“公害公害病病”。第二节第二节 环境污染对健康的影响环境污染对健康的影响52环境污染（environmental pollution）5353公害病特征公害病特征它是由环境污染所引起的疾患。它是由环境污染所引起的疾患。损害健康的环境污染因素复杂。损害健康的环境污染因素复杂。长期陆续发病：远的可能累及胎儿长期陆续发病：远的可能累及胎儿危害后代危害后代也可能出现急性暴发型的疾病，大量人群在短期也可能出现急性暴发型的疾病，大量人群在短期内发病。内发病。公害病在疾病谱中是新病种，有些发病机制至今公害病在疾病谱中是新病种，有些发病机制至今还不清楚，因而也缺乏特效疗法。还不清楚，因而也缺乏特效疗法。54公害病特征它是由环境污染所引起的疾患。545555